锂离子电池的发展方向是进一步提高容量和降低成本,而这些最终是由正极材料来决定的.因此,开发性能好、成本低的正极材料在锂离子电池的发展中具有特别重要的意义.与其它正极材料如LiCoO<,2>、LiNiO<,2>和LiMn<,2>O<,4>相比,LiV<,3>O<,8>的突出优点是比容量高,而且原材料的成本较低,是一种非常有前途的正极材料.制备LiV<,3>O<,8>的方法可分为固相合成和液相合成两种方法.固相合成法反应温度高,反应时间长,制备出的产品比容量较低.液相合成法反应的温度比较低,产物的比容量比较高,但是液相合成方法很难进行.该文重点研究了用液相合成方法来制备LiV<,3>O<,8>,不同的是,这里采用了一种比较简单的合成方法来制备LiV<,3>O<,8>,可以为工业生产提供参考.采用热重分析的方法对反应过程中重量变化情况进行了测试,应用DC-5电池电化学性能测试仪、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对合成产物进行了电化学性能测试,并应用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)对产物进行了形貌观察和结构分析.在液相合成法中,反应温度、反应时间和反应物质的原子计量比对产物的结构和性能均会产生影响.实验发现,反应温度对产物的结构和性能影响比较大,反应温度低时,反应不完全,产物中含有中间产物.在370℃下,反应完全,颗粒比较小,比容量达到274 mAh/g.随着反应温度的升高,产物在[100]方向优先发展,而且颗粒比较大,粒度比较分散,比容量降低.反应时间对产物的容量有一定的影响,反应时间长,容量降低.当Li:V原子比为1:3时,容量最高,偏离该值时,容量降低.当Li:V=1.8:3时,产物不再是LiV<,3>O<,8>相.用电化学交流阻抗的方法,测试了在开路电位下和放电过程中,Li<+>在LiV<,3>O<,8>中的扩散系数,分别为1.1×10<-9>和1.09×10<-11> cm<2>·s<-1>.通过对LiV<,3>O<,8>在充放电过程中的XRD测试结果,发现当Li<+>在LiV<,3>O<,8>中进行嵌入和脱出时,要经过LiV<,3>O<,8>和Li<,4>V<,3>O<,8>之间的相变.LiCo<,1-x>Ni<,x>O<,2>综合了Co系和Ni系材料的优点,具有较低的成本、较高的容量和较好的循环稳定性等特点,因而是当前锂离子电池的研究热点之一.这里采用了溶胶-凝胶法合成LiCo<,1-x>Ni<,x>O<,2>,焙烧在空气中进行,简化了制备条件.实验结果发现,当x<0.5时,产物具有比较好的层状结构,并且随着x的增加,产物的充放电容量也随着升高.当x=0.5时,产物LiCo<,1-x>Ni<,x>O<,2>的首次充放电容量分别为169 mAh/g和148 mAh/g.当x>0.5时,由于发生分解反应,生成了非化学计量产物,其结构上存在缺陷,电化学性能也随着衰减.